关于氟化铬应用的介绍

2020/10/23 9:04:26

【背景及概述】[1][2]

氟化铬即三氟化铬,是化学式为CrF3的无机化合物及其多种水合物统称。无水三氟化铬是一种绿色晶体,不溶于一般溶剂,但是其水合物[Cr(H2O)6]F3和[Cr(H2O)6]F3·3H2O可溶于水。三水合物是绿色的,而六水合物是紫色的。无水盐在加热到1100–1200°C时升华。氟化铬分子式108.99,绿色菱形晶体,相对密度3.80,熔点1000℃;CrF3 ·4H2O分子式181.05, 绿色结晶性粉末,相对密度3.78;CrF3·9H2O分子式271.13 ,绿色粉末。三者都有毒,微溶于水,溶于盐酸,不溶于乙醇。将三氯化铬在氟化氢气流中加热至 600℃,可得无水合物;用氢氧化铬与氢氟酸反应则得水合三氟化铬。用作氟化剂、防蛀剂和毛织物媒染剂等。氟化铬是一种重要的三价铬盐,广泛用作织物的防蛀剂、羊毛的媒染剂、工业消毒剂、大理石的着色剂、金属抛光剂,以及有机合成的催化剂和氟化剂。通常是由氟化氢气流中加热氯化铬的方法制备,该方法条件苛刻、装置特殊、设备腐蚀严重、工作环境恶劣。

【应用[3][4]

氟化铬是一种重要的三价铬盐,广泛用作织物的防蛀剂、羊毛的媒染剂、工业消毒剂、大理石的着色剂、金属抛光剂,以及有机合成的催化剂和氟化剂。去应举例如下:

1. 用于制备一种新型地板胶,其由以下重量份数的原料制成:间-羧基苯甲酸2.2-3.7份、四水三氟化铬1.3-2.6份、复合淀粉5-10份、硫酸钾0.8-1.6份、缩水甘油酯1.5-2.8份、氢氧化钙0.5-1.4份、蒸气爆破木质素4-8份和环氧大豆油酸辛酯0.8-2.2份。通过采用特定用量的间-羧基苯甲酸、四水三氟化铬和复合淀粉,使得该地板胶具有良好的弹性和强粘接力,并具有很好的耐水性能和低温弹性,也具有很好的抗压能力,并通过加入填料,进一步提高胶黏剂弹性、韧性、强粘接力,并提供良好的耐高温性能和耐水解性能,同时也可提高触变性能;从而可实现对实木地板的弹性铺装,解决目前实木地板铺装必须使用木龙骨而引起的噪音大、无弹性、有空鼓响声、稳定性差、不能用于地面采暖系统等缺陷。

2. 用作催化剂。有研究报道了一种混合料常温异构化制备反式-1,3,3,3-四氟丙烯的方法,该方法先进行脱卤化氢反应,然后进行异构化反应,该方法以五氟丙烷和四氟一氯丙烷的混合料为原料,通入无水氟化氢,在反应器中进行脱氟化氢和氯化氢的气相脱卤化氢反应;  将在反应器中反应得到的混合物全部通入第二反应器中,在常温常压下,以 氟化铬为催化剂进行气相异构化反应,然后将反应产物中的五氟丙烷、四氟一氯丙烷、氟化 氢、氯化氢和顺式-1,3,3,3-四氟丙烯分离,得到纯化产物,即反式-1,3,3,3-四氟丙烯。本发明将异构化反应的温度降低为了常温,为常温反应适配了氟化铬催化剂,并且在 异构化反应的来料为上一步反应后不经过分离的全部物料,而氟化铬催化剂在常温下,在 复杂的来料环境下依然具有很高的活性,在常压下,进行顺反异构化反应,条件温和,顺式- 1,3,3,3-四氟丙烯转化率在70%以上,反式-1,

3,3,3-四氟丙烯选择性为100%。

【制备】[1][5]

方法1:采用在氢氟酸溶液中,用甲醛溶液还原重铬酸钾的方法,高产率地得到了氟化铬:

具体步骤如下:在通风柜内于1000mL聚乙烯烧杯中,将29. 5g ( 0. 10mol)重铬酸钾溶解于100mL水中,充分搅拌下滴加由22mL37%甲醛与40mL36%氢氟酸组成的溶液, 滴完后继续搅拌2h。用10%氢氧化钾溶液调pH至7~ 8,静置一定时间,用G1砂芯漏斗过滤,滤饼用蒸馏水充分洗涤3次。100℃以下干燥至恒重。得产品35. 6g ,产率98. 3% 。

方法2:一种废铬基氟化催化剂回收制备氟化铬的方法,包括以下步骤:

1)加压氟化:一定温度下,将无水氟化氢通入装有废铬基氟化催化剂的列管中,控 制一定的空速和压力进行氟化,直至尾气没有水汽生成为止,得到氟化铬固体;

2)溶解:将氟化铬固体研磨,加入过量的氢氟酸溶液,加热溶解,趁热过滤,收集滤 液;

3)提纯:将收集的滤液浓缩结晶,过滤,滤液继续浓缩结晶,如此重复,收集所有滤 饼,洗涤,干燥,得到氟化铬产品。

【主要参考资料】[6]

[1] 申东升. 氟化铬制备新方法[J]. 化学试剂, 1997, 19(5): 313-313.

[2] 无机化合物辞典

[3] 宁贻伟.一种新型地板胶CN201410511108.7,申请日2014-09-29

[4] 魏效农;刘建国;李立;焦锋刚;马家琪;聂剑飞;高炜;李骥;付旭东;孟庆宇;张伟;曾纪珺;韩升;王伟;吕剑.一种混合料常温异构化制备反式?1,3,3,3?四氟丙烯的方法. CN201710069593.0,申请日2017-02-08

[5] 李义涛;孙明刚;马鹏程;唐火强;胡为晴;邓龙辉;张宏清;黄永峰.一种废铬基氟化催化剂的回收方法. CN201710653991.7,申请日2017-08-03

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